2023年中考物理高频考点突破——浮力的计算

2023年中考物理高频考点突破——浮力的计算 1．小明在实验室模拟研究浮箱种植的情境。他将重力为10 N、底面积为200 cm2的薄壁柱形容器置于水平桌面上，A是边长为10 cm密度均匀的正方体浮箱模型，通过一根长为5 cm的细线连接着底面积为25 cm2的柱形物体B，先将A、B两物体叠放在容器中央，物体B未与容器底紧密接触，然后缓慢向容器中注水，注水过程中正方体A一直保持竖直状态。当水的深度为12 cm时，绳子处于自由状态，如图甲所示，此时物体B对容器底的压力为1.7 N；继续向容器中注水，整个注水过程中正方体A所受浮力F与水的深度h的关系图像如图乙所示，水未溢出。（细线不可伸长，且质量、体积不计）求： （1）图甲所示水对容器底的压强； （2）物体B的密度； （3）当注水深度为16 cm时，容器对水平桌面的压力。 2．某校物理兴趣小组将一个压力传感器改装为水深测量仪，设计了如图甲所示的装置。轻质杠杆的支点为，不吸水的实心圆柱体A通过轻质细线悬于杠杆左端点，的高度，上表面与容器中的水面刚好相平，下表面与置于水平桌面上的薄壁圆柱形容器底部刚好接触但无挤压。物体B通过轻质细线悬于杠杆右端点，置于压力传感器上，压力传感器可以显示B对其支撑面压力的大小。连接杠杆和物体A、B间的细线承受的拉力有一定限度。现对该装置进行测试，以的速度将圆柱形容器中的水缓缓抽出，恰能将水全部抽尽，压力传感器示数随时间变化的图像如图乙所示。杠杆始终静止在水平位置，不计杠杆、细线的重力，不计细线的形变，已知圆柱形容器底面积，杠杆，，。 （1）时刻，所受到的浮力是多少？ （2）物体A和B的重力、分别是多少？ （3）研究小组对装置进行了改进，使得圆柱形容器中水的深度从上升到的过程中，连接杠杆和物体A、B间的细线始终有拉力。求压力传感器示数随水深变化的关系式，并在图丙中作图像。 3．如图甲所示装置，是由2个圆柱形容器连接而成（上端容器足够高），其下底面积为100cm2，上端开口面积为80cm2，容器中装有适量的水且置于水平地面上，用足够长的细轻杆连接不吸水、密度均匀的实心圆柱体A，使其缓慢浸入水中，直至圆柱体A下表面触碰容器底部。图乙是水对容器底部的压强与圆柱体A下表面浸入水中深度h的关系图像，当圆柱体A恰好接触容器底部时，杆的弹力为3N。（g取10N/kg）求： （1）容器中水的原深度h水； （2）圆柱体A的底面积SA； （3）圆柱体A的密度ρA。 4．如图所示，重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动，在A端挂一边长为20cm的正方体P，一个质量为50kg的中学生站在B点时，P对地面的压强刚好为零；OA＝1m，OB＝3m。（取g＝10N/kg）求： （1）中学生的重力； （2）物体P的重力； （3）若把P浸没在水中时，它受到的浮力是多少。 5．如图所示，足够高的圆柱形容器A放在水平面上，内放一个装满水的圆柱形容器B（B厚度不计，且与底部未紧密贴合）。容器A底面积为，容器B质量为，底面积为，高度为。正方体木块边长为，密度为。求： （1）木块未放入水中时，容器B中的水对容器B底部的压强； （2）把一个木块缓慢放入容器B中，当木块最终静止时，溢出的水的体积； （3）把n个木块缓慢放入容器B中，然后全部取出，容器B能够在A中浮起时，n的最小值（木块不吸水，不计取出木块时表面沾的水）。 6．如图所示，弹簧测力计的秤钩上挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的薄壁轻质容器上方离水面某一高度处缓缓下降，使其逐渐浸没入水中至与容器底刚好接触（但对容器底无压力）。下图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）圆柱体的质量为多少kg； （2）圆柱体的体积为多少cm3； （3）若容器的底面积为S=200cm2，圆柱体底面距离水面为5cm时，水对容器底的压强。 7．如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，将质量均匀、高为20cm的圆柱体竖直放入容器中，向容器中缓慢注水。从开始注水到注水结束，整个过程，水的深度与水的体积的关系图像如图乙所示。g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3 （1）注水结束时，求水对圆柱体底面的压力； （2）将圆柱体竖直向上提升6cm时，求水对容器底部的压强； （3）注水结束后，把圆柱体取出，若将圆柱体水平切去高度为h的部分，并将剩余部分竖直缓慢放入容器中。整个操作过程，假设容器中水的体积不变，求容器底部所受液体压强p与切去高度h的函数关系式。 8．工程队用如图所示的滑轮组打捞沉入湖底的石材，石材重为2600N，体积为0.09m3，石材以0.2m/s的速度匀速直线上升30s后离开湖面并继续匀速上升，已知动滑轮的重力为100N，若忽略绳重与一切摩擦，不计水对石材的阻力。（ρ